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国際メンデレーエフ化学オリンピック · 2024年

問題

  1. 問題 11956年、フイスゲンとウーギは化合物 PhX\ce{PhX} (A) を得て、27年後に単結晶X線回折で構造が確定された。2001年の量子化学計算は FeXX2\ce{FeX2} 分子 (B) の存在を予測した。FeX2+\ce{Fe^{2+}} と 2XX−2\ce{X-} の結合エネルギーは、等電子的な分子 FeYX2\ce{FeY2} (C, 1951年発見、淡橙色、融点 173 ∘C173\ ^{\circ}\mathrm{C}、沸点 249 ∘C249\ ^{\circ}\mathrm{C}、450 ∘C450\ ^{\circ}\mathrm{C} まで安定) に近い。Aの誘導体を4-メトキシアニリンと NaQ\ce{NaQ} から合成し、硝酸亜鉛存在下 −40 ∘C-40\ ^{\circ}\mathrm{C} で CAN 酸化すると複塩 Zn(X)(NOX3)\ce{Zn(X)(NO3)} (D) が得られた。−20 ∘C-20\ ^{\circ}\mathrm{C} で D はガスを放出して別の塩 Zn(Q)(NOX3)\ce{Zn(Q)(NO3)} (E, 亜鉛 38.59 % を含む) に分解した。Bの異性体 F (1999年) は鉄化合物 G (冷水と混ざらない淡黄色液体、高純度鉄粉の原料) と等電子的である。2017年に安定な塩 H が得られ、XX−\ce{X-}、塩化物イオン、アンモニウム、ヒドロニウムを含み、H 4.31 %、N 81.42 %、Cl 6.06 % である。(1) HX\ce{HX}、D、Eの分子式を書き、A–Cを同定せよ。(2) フイスゲン–ウーギによる PhX\ce{PhX} の合成反応式を書け。(3) F と G を特定せよ。(4) H の化学式を決定せよ。解答: 1